文献综述44438

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昆明市富营养化水源16万吨净水厂设计
1.引言
富营养化是湖泊分类和演化的一种概念，是湖泊老化的自燃现象。

含义是指湖泊、水库、缓慢流动的河流以及某些近海水体中营养物质(一般指氮和磷的化合物)过量从而引起水体植物 (如藻类及大型植物)的大量生长，使大面积的水域被藻类所覆盖，阻碍了水体与大气的接触，导致水中溶解氧的降低，而藻类的代谢死亡，微生物分解藻体及其它有机物也要耗去水中大量的溶解氧。

其结果是引起水质恶化、味觉和嗅觉变坏、溶解氧耗竭、透明度降低、渔业减产、死鱼阻塞航道，对人和动物产生毒性。

2.1富营养化对水源水的影响和危害
(1)影响水体的感观性。

富营养化使水味变得腥臭难闻。

在富营养状态的水体中生长着很多藻类，其中有一些藻类能够散发出腥臭异味，向湖泊四周的空气扩散，直接影响、烦扰人们的正常生活，给人以不舒适感觉。

另外，由于以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻的生长，浮于湖水表面，形成一层“绿色浮渣”，使水质变得浑浊，透明度明显降低，湖水感官性大大下降。

(2)影响水质并增加制水成本。

湖泊常常是生活饮用水和工业用水的供给水源。

富营养水体在作为供给水源时，会给制水厂带来一系列问题。

由于水源表层水中藻类密集，阳光难于透入湖泊深层，使其中藻类的光合作用明显受抑制，溶解氧的来源减少。

藻类死亡后不断沉积腐烂分解，消耗深层水体的大量溶解氧，甚至使水体出现厌氧状态。

触发或加速底泥中积累的营养物质释放，造成水体营养物质的高负荷，形成富营养水体的恶性循环。

过量的藻类会给制水厂在过滤过程中带来障碍，需要改善或增加过滤措施。

藻类产生的臭味和H：S、CH 和NH，等有毒有害气体。

用常规净水工艺很难去除，增加了水处理的技术难度。

既影响制水厂的出水率，同时也加大了制水成本费用。

藻类在常规处理T艺中有可能因为投加混凝剂而引起细胞破坏，使胞内的藻毒素进入水中，而藻毒素不易被常规混凝、过滤工艺去除造成出水水质下降。

另外，藻类细胞本身也可能是消毒副产物的前体物。

(3)影响管网和管网水质及水厂正常运行。

穿透滤池进入管网的藻类可成为微生物繁殖的基质．促进菌类生长，甚至可能在管网中生长较大的有机体，如线虫等，严重时会堵塞水表、水龙头。

细菌的再繁殖还会造成管网水质恶化，如水的浊度、色度上升，细菌总数增加等，并加速输配系统的腐蚀和结垢，使管网服务年限缩短。

常规混凝、沉淀、过滤工艺处理含藻水时．藻类不易在沉淀池中去除，影响后继滤池的正常运行．表现为运行周期缩短．反冲频繁，而且不易冲洗干净，必须加大反冲洗强度，导致耗水量增加。

此外．某些水藻中的蓝藻还能分泌藻毒素，不仅毒害水生生物，甚至危害人畜。

水体富营养化常含有硝酸盐、亚硝酸盐，经加氯消毒后会形成多种致癌物质，影响人体健康。

实验证明．这类毒素不仅对生态环境造成危害，而且对蓝藻爆发周边地区居民的身心健康也有很大的影响。

已经发现，这种毒素对人的脾等器官会有一定的损害，癌症爆发的比例比没有受蓝藻污染地区的比例要大．因此，对水源水中藻类的去除迫在眉睫。

2.2富营养藻类处理技术
2.2.1气浮除藻
气浮净水技术按产生气泡的方式不同而有多种类型。

国内已经采用的有：压力溶气气浮法、电解凝聚气浮法、微孔布气气浮法、叶轮散气气浮法。

其中压力溶气气浮以分压缩空气供气及水射器吸气两种，而以压缩空气的压力溶气气浮装置为数最多，应用面最广。

它具有以下优点：在加压情况下，空气的溶解量增加，供气浮用的气泡数量能得到很大程度的满足，从而确保了气浮净水效果。

溶入水的气体经骤然减压释放，产生的气泡不仅尺寸微细、均匀，而且上浮稳定，对液体扰动小，因此，能适用于疏松絮粒，细小颗粒的固、液分离。

工艺设备比较简单，管理、维修也方便。

有的水厂采用在气浮前加预臭氧方法除藻，取得了很好的效果。

国外也有采用臭氧化-气浮联用工艺，臭氧作为强氧化剂，其氧化能力强，反应快，在含藻水中投加一定臭氧，能够氧化藻类的主要有机成分，阻止藻类的代谢作用。

该工艺使用臭氧化空气或臭氧化氧气代替空气在特殊构造的气浮池中对含藻水进行气浮处理，其优点在于把臭氧氧化的化学现象和气浮净水技术的物理现象有机的结合在一起。

Benoufella等研究发现：臭氧化-气浮联用工艺最主要的优点在于将混凝、气浮和臭氧氧化集中在一个处理单元内；将预臭氧和混凝气浮结合在一起，能大幅度提高处理效率；臭氧化-气浮联用工艺特别适用于低浊度且有机物浓度较低的原水；臭氧化-气浮和双层滤料过滤工艺能解决主要由于大量藻类出现所带来的问题。

2.2.2 化学药剂除藻
当控制湖泊水库中藻类时，一般采用投加硫酸铜的方法，但Angline等发现投加硫酸铜去除微囊藻时会使胞外的微囊藻毒素增加；在湖泊水库取水口加氯进行预氯化，杀死藻类，但此方法使水中氯化消毒副产物增加；有采用臭氧、过氧化氢、二氧化氯等方法，但也会都会产生消毒副产物；许国仁等研究发现用高锰酸钾复合药剂对水中藻类和嗅味有较好的去除效果。

藻类的化学法去除和藻毒素的释放有时是矛盾的，如果仅是杀死藻类，藻细胞内的藻毒素就会释放出来，而这些藻毒素不易被常规工艺去除，如果去除藻类时并
没有损害藻细胞，则可以有效的减少出水的嗅味和藻毒素的浓度，因此在水厂中使用化学方法除藻应慎用。

2.2.3 生物膜法预处理
生物膜法预处理中，填料上的生物膜可吸附、吸着、机械截留、捕食消解水中的藻类。

武汉东湖水厂进行的三相生物接触预氧化处理实验表明，该法去除藻类70～90%，有机物、氨氮的去除率分别为18～26%、80～90%，但在藻负荷较高时，欲取得良好的除藻效果仍需结合其他工艺，生物除藻的同时也降低了有机物含量，可减少后续处理工艺中的混凝剂用量。

吴为中等利用生物陶粒滤池处理水库水，发现生物陶粒的除藻效果随水源水藻类的优势种群结构发生改变而变化，生物预处理对蓝藻、硅藻、裸藻等的去除率较高，对绿藻的去除率较低，生物陶粒滤池对藻类的平均去除率为60.7%-84.3%。

3.本设计的研究内容及方法
本设计中昆明市地表水源为滇池，地表水资源较丰富。

不过近些年来, 滇池水体富营养化程度较高，每当气温回升，滇池蓝藻大量繁殖，在昆明滇池海埂一线的岸边，湖水如绿油漆一般。

绿浪翻滚的湖水涌向岸边，带来一阵阵腥臭气味。

滇池是云南九大高原湖泊中污染最严重的一个，现在水质为劣Ⅵ类，每当气温上升，加之富营养化严重，均要引起蓝藻爆发，造成严重污染。

我们综合了当前原水水质的变化趋势，经多方案技术比较，决定建设设备较先进、自动化管理程度较高的现代化水厂，以进一步全面提高出厂水水质。

针对本设计中水源的微污染特性，特提出在原有常规工艺的基础上增加生物接触氧化的预处理过程以去除水中超标的氮、磷和有机物等。

因此，拟采用的工艺流程如下：
加高锰酸钾
原水取水泵站生物接触氧化机械混合折板絮凝气浮普快滤池消毒出水
4.总结
综上所述，针对饮用水原水富营养化所带来的一系列问题，最根本的治理措施是减少湖水中氮、磷含量，控制藻类繁殖。

对已经富营养化的饮用水原水，则应在常规水处理工艺的基础上进一步采取物理、化学、生物学等各种技术措施，充分发挥各技术手段的特点和优势，进行综合处理，以期达到最佳去除效果,生产出优质、安全的饮用水，保障人类健康。

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